Fondée parGediminas, la ville apparaît dans des sources historiques en1437 lorsque la région située près de la rivière Biala est offerte à Raczko Tabutowicz par le grand-duc de LituanieCasimir IV Jagellon. En 1547, la ville devient la possession de la famille des Wiesiołowski qui y construisent un château en briques et une église. À la mort deKrzysztof Wiesiołowski(en), le dernier des Wiesiołowski en 1645, Białystok est incorporée augrand-duché de Lituanie. En 1661, elle est donnée àStefan Czarniecki comme récompense pour sa contribution à la victoire contre lesSuédois. Quatre ans plus tard, il la donne à la familleBranicki, comme dot de sa fille Aleksandra.
Dans la deuxième moitié duXVIIIe siècle, le chef de guerreJan Klemens Branicki hérite de la région de Białystok. C'est lui qui transforme la vieille demeure préexistente en résidence d'ungrand noble, lepalais Branicki. De nombreux artistes et scientifiques viennent alors à Białystok pour se placer sous le patronage de Branicki.
Durant leXIXe siècle, la ville devient un centre majeur de l'industrie textile. La population passe alors de 13 787 habitants en1857 à 56 629 en1889 et 65 781 en1901.En 1889, le recensement comptabilise 56 629 habitants dont 48 552 juifs (86 %), 3 347 catholiques (6 %), 2 366 protestants (4 %), 2 242 orthodoxes (4 %) et22 musulmans. La ville compte deux synagogues (la Grande Synagogue et la Synagogue Piaskover) et trente-neuf maisons de prière juives, une église orthodoxe, une église catholique, une égliseluthérienne. La ville possède aussi deux théâtres, une école secondaire moderne (Realschule), un institut d'enseignement pour jeunes filles de la noblesse, une école primaire et secondaire d'ouïezd, plusieurs écoles paroissiales et écoles juives, deux écoles privées, un dispensaire, une clinique juive, un hôpital militaire, etc. Le grand marché annuel se tient tous les ans le (dans lecalendrier julien)[4].
Pour les Juifs de la ville, l'Empire russe se montramoins tolérant que laPologne ou la Prusse, et en 1906 ils furent frappés parun pogrom durant lequel plus de 100 d'entre eux furent massacrés et de nombreux autres blessés. Lacommunauté juive de Białystok, formant alors les trois-quarts des habitants, survécut jusqu'à laSeconde Guerre mondiale.
Unévêché catholique a été établi à Białystok le 5 juin 1991. Auparavant, la ville dépendait de l'archevêché de Vilnius, enLituanie. Le 25 mars 1992, l'évêché est transformé en archevêché ayant autorité sur deux évêchés : celui deDrohiczyn et celui deŁomża.
En outre, Białystok a la particularité d'avoir en son sein la plus large concentration dechrétiens orthodoxes enPologne. La ville est le siège de l'éparchie de Białystok etGdańsk.
Louis-Lazare Zamenhof,hyperpolyglotte,ophtalmologue, né à Białystok le ( -), de langue maternelleyiddish etrusse, et deconfession juive. Il est connu pour avoir établi et publié en1887 les bases de la langue internationale équitableespéranto, qui compte plusieurs millions de locuteurs dans le monde. Le nom de cette langue vient de son pseudonyme,Doktoro Esperanto, « Docteur qui espère ».
Fabio Grobart (alias Antonio Blanco, né Abraham Simjovitch à Białystok le 30 août 1905 et mort àCuba le 22 octobre 1994), d'origine juive, membre fondateur duParti communiste cubain
Anne Aknin (1922-2017) (francisé Anne Aquenin) artiste peintre française d'origine juive y est née.
Piotr Szczęsny (1963-2017), chimiste polonais immolé par le feu le 29 octobre 2017 pour protester contre la politique du partiPiS et du gouvernement polonais, y est né.
Albert Sabin (1906-1993), médecin américain créateur du premier vaccin oral contre la poliomyélite.
Hans Ziglarski (1905-1975), boxeur allemand, vice-champion olympique.
Le, unemarche de l'égalité, première du genre à Białystok, se déroule sous protection policière en raison d'importantes manifestations homophobes organisées par des militants nationalistes et ultracatholiques, dont l'une à l'initiative du préfet de la région, membre du parti conservateurDroit et Justice (PiS) au pouvoir[10]. Des militants nationalistes projettent contre les manifestants des pétards, des pierres et des bouteilles[11].